El ritme de creixement d’emissions netes de diòxid de carboni a l’atmosfera s’ha duplicat respecte la passada dècada

Química atmosfèrica: És cert que al llarg de la història de la Terra les concentracions atmosfèriques de CO2 han fluctuat enormement. En l'etapa geològica actual (fanerozoica) s'ha registrat una tendència generalitzada a la disminució des de valors de potser fins a 4000 parts per milió (4 volums de CO2 per volum d'aire total) fins a valors de 300 ppm. Aquesta tendència s'explica per una acumulació progressiva de matèria orgànica, bé en forma de matèria viva (biosfera) o d'hidrocarburs fòssils (petroli, carbó, gas natural). En les darreres dècades l'acceleració de les activitats humanes ha comportat, sobretot pel consum de combustibles fòssils, un ràpid augment de les concentracions atmosfèriques de CO2. Quina serà la durada i quines les conseqüències d'aquest augment? L'efecte hivernacle induït per les quantitats suplementàries de CO2 sembla al darrera d'un canvi climàtic antropogènic. Els optimistes de la raó ens diuen que, com que els combustibles fòssils cada vegada seran més difícils d'extreure (i.e. seran més cars), les fonts alternatives d'energia (quines?) els substituiran i els nivells de CO2 restaran estabilitzats a un nivell superior (500 ppm? 600 ppm?). Però és cert que els combustibles fòssils esdevindran notablement més cars a curt o mitjà termini? Mentre ho discutim, les dades de l'Organització Meteorològica Internacional i del Global Carbon Project ens mostren que, malgrat els compromisos de Kioto (signats el 1997, i "vigents" des del 2005), el ritme d'augment atmosfèric de CO2 ha passat de l'1% anual dels anys 1990 a un 2,5% en els cinc primers anys del segle XXI.[@more@]

Els nivells de CO2 en l'atmosfera del 2006

A diferència dels gasos majoritaris de l'atmosfera terrestre (nitrogen i oxigen), les concentracions de CO2 poden presentar variacions locals i regionals significatives. Per això, en estudis comparatius, cal prendre les dades d'observatoris atmosfèriques allunyats de les grans regions industrials del planeta. L'observatori de referència en aquest sentit és el Manu'a Loa Observatory a l'illa de Hawai'i. Segons la mitjana mòbil més recent en cada litre d'aire hi ha un total de 381 microlitres (µl) de CO2 o, si es vol, que per cada gram d'aire hi ha 570 micrograms (µg) de CO2. Això fa un total de 2,97·1015 kg de CO2 atmosfèric. Aquests valors són un 36% superiors als nivells pre-industrials. En general, hom d'estima més presentar les dades atmosfèriques en relació volum:volum, i per això es parla d'una concentració de 381 µl/l (o, el que és el mateix, de 381 parts per milió, ppm).

Diferents estimacions sobre les variacions seculars de les concentracions atmosfèriques de CO2 al llarg de l'actual era fanerozoica, que arrencà fa uns 580 milions d'anys (Font: Wikipedia)

Per entendre la magnitud d'aquest 36%, hauríem de recordar que iguala a les oscil·lacions en la concentració atmosfèrica de CO2 lligada als cicles de glaciació:

Variacions en la concentració atmosfèrica de CO2 al llarg dels darrers 400.000 anys. A mesura que progressa una glaciació els valors davallen fins a unes 200 ppm. Amb la desglaciació hi ha un augment en pocs segles fins a valors de 300 ppm. (Font: Wikipedia)

Si els valors dels gràfics anteriors es basen en dades obtingudes en mostres de glaç de l'Antàrtida o de Groenlàndia, les dades de Maun'a Loa no deixen lloc a dubtes:

Mitjana mensual (vermell) i anual (blau) de les concentracions atmosfèriques de CO2. Les màximes estacionals s'associen als pics de producció primària de les masses forestals de l'hemisferi nord. (Font: Wikipedia)

Part de l'augment s'explica per les emissions de combustibles fòssils:

Els nivells d'emissions de CO2 lligats al consum de combustibles fòssils se situen en l'actualitat en 2,4·1013 kg anuals(Font: Wikipedia)

A banda de les emissions de combustibles fòssils, hi ha una emissió neta de CO2 associada a la deforestació.

El panorama complet es pot entendre millor si concebem la superfície terrestre com un sistema integrat, amb diferents compartiments (atmosfèric, hidrosfèric, litosfèric, biosfèric), i entenem el CO2 atmosfèric com un dels metabòlits del cicle general del carboni:

Cicle del carboni. Les xifres en color negre expressen gigatones de carboni, i les de color blau expressen fluxos de gigatones/any. El flux degut als combustibles fòssils i a la producció de ciment és en l'actualitat de 6,5 per comptes de 5,5. (Font: Wikipedia)

Dades recents de l'Organització Meteorològica Mundial

El passat 3 de novembre, l'Organització Meteorològica Mundial (WMO) emetia el seu butlletí sobre gasos d'efecte hivernacle de l'any 2005. L'efecte hivernacle consisteix en l'absorció per part de gasos atmosfèrics com el CO2 i el metà (CH4) entre d'altres, de la radiació infraroja que desprèn la superfície terrestre escalfada per la llum solar. Com els vidres d'un hivernacle, això reté una energia que d'altra manera es perdria. Gràcies a l'efecte hivernacle la superfície terrestre gaudeix d'una temperatura mitjana de 287 K, més elevada que la que hom esperaria per la seva distància mitjana al Sol si tingués una atmosfera purament integrada per nitrogen i oxigen (257 K). Per això, recentment es proposa que parlem més concretament de l'efecte Callendar per referir-nos a l'acció suplementària d'hivernacle deguda a les emissions antropogèniques d'aquests gasos. De fet, Guy Stewart Callendar fou un dels primers a advertir, el 1938, de les conseqüències negatives que podrien tindre les emissions de CO2 a l'atmosfera vers un escalfament mundial. La perspectiva d'un escalfament fou enfosquida (mai millor dit) per les perspectives d'un refredament associat a l'augment atmosfèrica de la matèria particulada en suspensió com a conseqüència d'una guerra nuclear, perspectives gens forassenyades en el marc del tercer quart del segle XX.

Vegem les dades de la WMO, gas per gas:

– H2O. Efectivament, el vapor d'aigua és el principal gas responsable de l'efecte hivernacle, però té molt poc a veure amb l'efecte Callendar. Normalment, el vapor d'aigua és descomptat en les anàlisis atmosfèriques que solen expressar-se sempre en referència a l'aire sec.

– CO2. Els valors del 2005 serien de 379,1 ppm, un 0,53% més elevats que les 377,1 ppm del 2004. Els augments serien deguts majoritàriament (60-70%) a les emissions lligades al consum de combustibles fòssils.

– CH4. Els valors del 2005 serien de 0,1783 ppm, força similars als del 2004. La contenció d'aquests nivells es deu a mecanismes de compensació. En l'actualitat un 60% de les emissions de CH4 tenen un origen humà, i depassen clarament les altres fonts biosfèriques (metanogènesi microbiana associada a marjals, a tèrmits, etc.). De les fonts humanes cal distingir entre les fonts "industrials" (lligada a l'explotació petroliera, a la deforestació per cremació, etc.) i les fonts microbianes associades a l'expansió dels arrossars i de les explotacions ramaderes de remugadors.

– N2O (monòxid de dinitrogen). Els valors del 2005 serien de 0,3192 ppm, és a dir un 0,19% més elevats que el 2004 (0,3186 ppm). Es calcula que una de cada tres molècules de N2O que entren en l'atmosfera tenen un origen humà: consum de combustibles fòssils, deforestació per cremació, producció i ús de fertilitzants i d'altres activitats industrials.

Aquestes dades mostren com el CO2 no tan sols és el gas central en l'efecte Callendar, sinó que el seu paper central augmenta d'any en any. També sembla augmentar el pes específic de les emissions associades al consum de combustibles fòssils (per damunt de les degudes a la destruccions directes de la biosfera) i, encara més específicament, del petroli.

Dades del Global Carbon Project

Alhora de descriure la dinàmica del CO2 atmosfèric hom utilitza diferents variables:

– concentració mitjana global de CO2 a l'atmosfera. Segons les dades hawaianes es trobaria en 381 ppm i segons les dades més ponderades de la WMO en 379 ppm.

– taxa d'augment anual de les concentracions atmosfèriques de CO2. Segons les dades de la WMO la taxa actual és de 2 ppm/any. Si s'expressen aquestes 2 ppm/any en relació a la concentració total (380 ppm) obtenim una taxa d'augment del 0,53%.

– emissions antropogèniques de CO2. Tècnicament aquí s'inclouen les emissions lligades al consum de petroli (45% de les emissions), de carbó (30%) i de gas natural (15%), així com les lligades a la producció de ciment (3%) i a d'altres processos industrials (fins a 7%). Es poden expressar en gigatones/any de CO2 (24 Gt/any), però normalment s'opta per expressar-ho en gigatones de carboni/any (6,5 Gt/any) per encabir-hi també les emissions industrials de CH4 (0,11 Gt/any). La distinció no és gratuïta ja que un gram de CO2 es correspon a 0,27 grams de carboni (els altres 0,73 grams són d'oxigen).

– taxa d'augment de les emissions antropogèniques de CO2. En aquest cas hom pot expressar-les com una acceleració de les emissions (Gt/any2), si bé el més habitual és expressar-les en percentatge. Per exemple, en els anys 1990, la tendència era d'una taxa d'augment de l'1%. Per exemple, si el 1995 les emissions eren de 6 Gt/any, el 1996 havien passat a 6,06 Gt/any, el 1997 a 6,12%, etc.

Per calcular aquesta taxa d'augment cal disposar de dades sobre emissions de CO2, les quals s'extreuen sobretot d'indicadors econòmics i de la monitorització que se'n fa en el marc del Protocol de Kioto. Segons aquestes dades l'any 2000 les emissions foren de 6,8 Gt/any. El 2005 aquesta xifra és de 7,9 Gt/any. Així, en sis anys, s'hauria produït una elevació del 16%, és a dir una taxa anual d'augment del 2,6%. O dit d'una altra manera: la velocitat d'emissió és de 7,9 Gt/any, amb una acceleració de prop de 0,2 Gt/any2. És clar que, en la dinàmica actual, no tan sols hi ha una taxa de creixement per les emissions antropogèniques de CO2< sinó també una taxa de creixement d'aquesta taxa (que podríem expressar en 0,05 Gt/any3 o en un percentatge del 25% anual). En d'altres paraules, no tan sols cada vegada s'aboquen més quantitats anuals de CO2 a l'atmosfera sinó que cada anys se supera amb un marge superior els nivells d'emissions de l'any anterior. I la cosa és encara més greu si atenem que aquestes dades es corresponen a èpoques on hi ha hagut pujades notables del preu del petroli i on els ritmes de creixement econòmic no han sigut permanentment òptims (tret de la Xina, on sí ho han sigut, i amb escreix).

Quines són les explicacions a aquestes tendències dels darrers anys? Entre les causes que s'addueixen figuren:

– hi ha hagut una disminució de l'eficiència econòmica del consum energètic. Dit d'una altra manera, si expressem els beneficis empresarials en relació a la quantitat d'energia consumida (i, de retruc, de CO2 emès), ha davallat. Es tracta d'una davallada lleugera, concentrada en el període 2000-2005, i que contrasta amb els augments esdevinguts en el període 1970-2000. Naturalment, aquest índex d'eficiència energètica no ha de coincidir necessàriament amb el que expressa la quantitat d'energia consumida en dòlars i no en carboni.

– relacionada amb la causa anterior, hi ha la substitució d'una petita part del consum de petroli pel consum de carbó. Des del punt de mira d'eficiència energètica, el consum d'una unitat energètica de carbó genera més CO2 que una unitat de petroli. Aquesta substitució té lloc sobretot en les economies en desenvolupament d'Àfrica i d'Àsia i difícilment rebassarà aquest àmbit per afectar les economies més avançades (la xinesa, inclosa).

Resta la qüestió oberta de quin serà l'impacte de l'efecte Callendar en la temperatura mitjana global. Segons l'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), l'augment en aquest paràmetre serà d'entre 1,4 i 5,8 K, i la xifra final (289-293 K) dependrà en tot cas de les emissions antropogèniques de CO2. Amb emissions de més de 8 Gt/any, difícilment l'impacte davallarà d'un augment de 4 K. I, és més, si atenem als efectes parcials sobre la temperatura nocturna mundial, o sobre les temperatures mitjanes de les àrees polars, l'impacte en la climatologia i en els ecosistemes mostrarà grans desigualtats.

Lligams:

Global Carbon Project Homepage.

Organització Meteorològica Mundial, i el seu Global Atmospheric Watch.

Carbon emissions show sharp rise , de Richard Black (BBC News).

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *